【計算ツール】材料の熱膨張計算【線膨張係数・クリアランス】

計算ツール

温度変化による部品の伸び・縮み(熱膨張・熱収縮)を簡単に計算できるツールです。

線膨張係数、温度変化量、基準長さを入力するだけで、
温度変化後の長さと変化量を算出します。

また、鉄・ステンレス・アルミ・樹脂との熱膨張差も比較できるため、
異材を組み合わせた設計や熱変形の検討にも活用できます。

機械設計、治具設計、設備設計、金型設計など、
温度変化による寸法変化を確認したい場面でご利用ください。

温度変化と長さから計算


  • 線膨張係数 参考値
材質ステンレスアルミ樹脂
線膨張係数 (10⁻⁶/℃)11.717.323.8100

代表的な材料の線膨張係数表はコチラ


熱膨張による軸・穴クリアランス計算

代表的な材料の線膨張係数表【参考値】

以下に、代表的な材料の熱膨張係数を表形式でまとめます。

値は一般的な範囲を基にしていますが、
製造条件や環境により若干異なる場合があります。

材料熱膨張係数 (×10⁻⁶/℃)備考
SS40011.7一般的な炭素鋼
S45C11.7調質処理後も同様
SPCC11.7軟鋼
SUS30417.3オーステナイト系ステンレス
SUS31616SUS304よりも耐食性が高い
SUS440C10.5焼入れ後は若干低下する
SKD1112.0冷間工具鋼
SKS312.0炭素工具鋼
SCM44011.5クロムモリブデン鋼
NAK5512.5プリハードン鋼
A505223.8一般的なアルミニウム合金
A505623.8アルミニウムマグネシウム合金
A707523.6高強度アルミニウム合金
MCナイロン90繊維強化で低減可能
POM100ポリアセタール
UHMWPE200超高分子量ポリエチレン
PET75ポリエチレンテレフタレート
ポリ塩化ビニル75PVC
アクリル70PMMA
ポリカーボネート65 耐衝撃性や耐久性に優れる
ウレタンゴム160加工条件に依存
ニトリルゴム180温度依存性が高い

注記

本計算は、部品全体が均一な温度となり、
外部から拘束を受けず自由に熱膨張・熱収縮することを前提とした理論値です。

実際の部品では、固定・締結などの拘束条件、局所的な加熱・冷却による
温度分布、複雑な形状、異なる材料の接合、応力や変形などの影響により、
実際の寸法変化は計算結果と異なる場合があります。

本ツールの計算結果は設計検討時の目安としてご利用いただき、
重要な設計や安全性に関わる用途については、
実測や解析(CAE・FEMなど)による確認を行ってください。

こんな場面でご活用いただけます

本ツールは、温度変化による寸法変化を手軽に確認できる計算ツールです。
設計初期の検討や概算計算、現場での確認など、さまざまな場面でご活用いただけます。

🔍 使用例

  • 穴ピッチの熱膨張による変化量の確認
  • 軸径・穴径の熱膨張量の確認
  • 軸と穴のクリアランス変化の確認
  • 焼きばめ・冷やしばめの温度条件の検討
  • 異なる材料同士を組み合わせた際の熱膨張差の比較
  • 温度変化による位置ずれや寸法変化の概算
  • 長尺シャフト・ガイドレール・プレートの伸び量の確認
  • ボルト穴・ノックピン穴・取付穴ピッチの変化量の確認
  • 配管やロッド、シリンダなどの伸縮量の確認

本ツールは、温度変化による寸法変化を素早く把握するための目安としてご利用ください。
設計段階での比較検討や、熱膨張を考慮したクリアランス設定・部品配置・材料選定などにお役立ていただけます。

コメント

タイトルとURLをコピーしました